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El equilibrio químico de las reacciones químicas heterogéneas

Heterogéneos se denominan reacciones, en las que los componentes se encuentran en diferentes fases. Los procesos naturales en la mayoría de los casos гетерогенны. Para heterogéneo de procesos de una condición de equilibrio (2.70):

se guarda. Químicos potenciales de las sustancias se expresan las mismas ecuaciones [(2.77) - (2.81)]. Químicos potenciales de las sustancias puras son iguales estándar químicos potenciales. La actividad netos de sólidos y de los líquidos son iguales a la unidad.

En la expresión de la ley vigente de las masas en este caso, incluye la actividad de las sustancias en el condensada fases, y la volatilidad del (o la presión) componentes en fase gaseosa.

Veamos algunos ejemplos.

Ejemplo 1. El equilibrio químico heterogéneo de reacción, con la participación de dos del óxido de plomo - roja y amarilla variedades de la 298 R = 1 atm:

PbOap "PbOla estación de (3.37)

La constante de equilibrio de esta reacción por la ley vigente de las masas:

(3.38)

Así como ytv = 1, dos limpias sólidos de la sustancia van a estar en equilibrio, cuando

DGT,реакц. = DG0T = 0.

Para esta reacción el cambio de energía de gibbs se puede calcular a partir de los datos de energías de gibbs para los procesos de educación de sustancias, ΔGf :

DG0T = DGf, PbOж -DGf, PbOкр = -188,5 -(-189,3) = +0,8 kj/mol

Un valor positivo de la energía de gibbs de la reacción indica, lo que es más sostenible resulta de la fase de PbOrojo.

Este método es útil para determinar la relativa a la sostenibilidad de cualquier polimórficos de sustancias en condiciones normales de.

Ejemplo 2. Si en la reacción participan gaseoso de una sustancia, el equilibrio puede ser alcanzado a través de los cambios de la presión parcial de este gas. Como ejemplo, considere el equilibrio en las condiciones de la superficie de óxido de hierro FeO con respecto a сидериту Azerbaiynao3:

FeO(t) + CON2(g) Azerbaiynao3(t) (3.39)

La constante de equilibrio de esta reacción:

(3.40)

Dado que la actividad de las sustancias sólidas, con un total de presión 1 los cajeros automáticos son iguales a la unidad, es la expresión se simplifica:

(3.41)

Por lo tanto, la reacción resulta en equilibrio sólo cuando un парциальном presión PCON2. De referencia de los datos, estándar isobárico la capacidad de reacción

Entonces de la ecuación estándar de la isoterma (3.15) равновесное atm. Completa la ecuación de la isoterma de esta reacción:

(3.42)

Debido a que la presión parcial DE2 en la atmósfera, , aproximadamente 10-3,5 atm, es a partir del análisis de la ecuación (3.42) debe, que en las condiciones de la superficie de la tierra la conexión FeO es inestable con respecto a la Azerbaiynao3 y el equilibrio de la reacción (3.39) está desplazada hacia la derecha.

Ejemplo 3. En caso de contacto sarro Vaso3 naturales de las aguas, contienen iones SO42-y CON32- , puede pasar de la ecuación de:

Vaso3(t)+ SO42-(aq) BaSO4(t) + CO32-(aq) (3.43)

Estándar isobárico la capacidad de reacción de la DG0298=-6,12 kj/mol. La constante de equilibrio, expresada a través de la actividad de las sustancias:

(3.44)

Es a. la actividad neta de sólidos yВаЅО4(t)=1 y yВаСО3(t)=1, lo

(3.45)

De la ecuación de la isoterma Individuos-Гоффа:

DG=DG0+ RT ln , (3.46)

donde

DG0= - RT lnKa = - 6120 J/mol (3.47)

De (3.47) se puede calcular la constante de equilibrio de una reacción química en condiciones normales de Aa =11,8 y poner encontrado el valor de en la ecuación de la isoterma:

DG=RT ln — RT ln11,8 (3.48)

donde — неравновесные de la actividad de los iones en el agua.

Si su actitud en el agua será menor que el de equilibrio:

<11,8 , el DG de la reacción, de acuerdo con la ecuación (3.48), será negativo, es decir,. el equilibrio de la reacción (3.43) se mueve hacia la derecha, se produce la precipitación de sulfato de bario. Este simple análisis explica la causa de la cristalización de sulfato de bario en condiciones naturales, incluso de углекислых soluciones, con gran concentración de iones y con un bajo contenido de .

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